一種含有多段絕熱層的全徑向水移熱變換反應器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及化工設備領域，具體是一種含有多段絕熱層的全徑向水移熱變換反應器。
【背景技術】
[0002]目前，在煤化工及石油化工領域對于CO變換工段采用兩種技術:絕熱變換技術和等溫變換技術，傳統絕熱變換工藝存在絕熱爐易超溫、催化劑使用壽命短、操作復雜、熱量回收差、流程長和阻力大等缺點。而新出現的等溫變換工藝雖然解決了以上問題，但相對于絕熱變換來說存在催化劑使用溫度低、催化劑裝填量大、催化劑活性差、不利于CO的動力學反應和后期催化劑難提溫等問題。現有反應器為一體式結構，不利于反應器的組裝和運輸。現有等溫變換反應器運行到后期只能通過提高汽包壓力來提高床層溫度的問題，隨著汽包壓力的升高，管程除氧水側溫度的提升非常有限，如果管程除氧水側壓力過大于殼程原料氣側壓力，會造成反應器運行非常不安全，如果反應器出現泄漏，直接會導致除氧水泄漏到催化劑床層中去，造成催化劑結塊，難以自卸，反應器出口 CO含量升高。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種含有多段絕熱層的全徑向水移熱變換反應器，以解決上述【背景技術】中提出的問題。
[0004]為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案:
[0005]一種含有多段絕熱層的全徑向水移熱變換反應器，包括上封頭、下封頭、筒體和內件，所述上封頭位于筒體上方，上封頭通過連接法蘭與筒體固定連接；下封頭固定設于筒體下方；內件位于筒體內部；所述上封頭上中間位置開設有原料氣進口，原料進氣口右側設有人孔；上封頭左右兩端分別開設有出水管A和出水管B ;所述出水管A和出水管B下端均連接有大環管A，大環管A通過支管A與小環管A連接；所述下封頭中間位置開設有變換氣出口，變換氣出口左側設有催化劑自卸口 ；下封頭左右兩端分別開設有除氧水進口 A和除氧水進口 B，除氧水進口 A和除氧水進口 B分別與出水管A和出水管B對應；所述除氧水進口 A和除氧水進口 B上端均連接有大環管B，大環管B通過支管B與小環管B連接；所述大環管A和大環管B之間以及小環管A和小環管B之間均設有換熱管；所述筒體中間位置設有中心集氣管，中心集氣管外側設有床層；所述床層和筒體之間設有氣體分布器。
[0006]作為本實用新型進一步的方案:所述床層按距中心集氣管的距離由外及內依次為絕熱床層A、催化劑床層A、絕熱床層B、催化劑床層B和絕熱床層C ;所述催化劑床層A和催化劑床層B內均設有換熱管。
[0007]作為本實用新型再進一步的方案:所述筒體外壁下端設有一圈裙座。
[0008]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:本實用新型專利采用外筒及內件分開，外筒采用法蘭連接，便于拆卸，不僅方便加工，提高效率，降低成本，同時還可以方便設備的運輸及大型化問題。本實用新型專利采用絕熱層+換熱管催化劑床層+絕熱層+換熱管催化劑床層+絕熱層的設計理念，合理利用徑向氣體分布反應器催化劑由外向內自然的衰退，在后期運行中自然提高絕熱層溫度來解決由于催化劑衰退而造成的反應器出口 CO含量升高的問題。而不單純采用提高汽包壓力來提高整個床層溫度的做法。對于高CO高水汽比的原料氣反應器絕熱層中催化劑裝填量很少，溫升小，不會超溫，隨后原料氣進入帶換熱管的催化劑床層，將反應的熱量及時通過換熱管移出反應器，將CO含量降低后再進入絕熱催化劑床層中，使得反應器不會超溫。采用全徑向進氣，原料氣一進反應器，沿著內件和筒體的環隙全徑向進入催化劑床層，沿中心集氣筒出反應器，床層阻力低。采用內件部分的每一根換熱管上下均有R型彎，連接大環管和小環管之間的支管也有R型彎，采用R型彎消除部分熱應力。外筒和內件采用填料密封的結構，利用水管和外筒內壁之間的自由滑動來消除熱應力。本實用新型專利設置催化劑自卸口和人孔，反應器內部有足夠的空間，檢修人員可以從底部的催化劑自卸口和頂部的人孔直接進入反應器，對反應器進行檢修和自卸催化劑，而現有等溫變換反應器必須將上封頭打開，吊出內件才能進行檢修和自卸催化劑，本實用新型專利縮短檢修時間和催化劑自卸時間，節省了大量的人力和物力。
【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0010]圖2為圖1的橫向剖視圖。
[0011]圖3為本實用新型另一種實施例中內件的結構示意圖。
[0012]圖4為本實用新型第三種實施例中內件的結構示意圖。
[0013]圖中:1-出水管A，2-原料氣進口，3-大環管A，4-支管A，5-小環管A，6-中心集氣管，7-換熱管，8-大環管B，9-小環管B，10-筋板，11-裙座，12-除氧水進口 A，13-變換氣出口，14-除氧水進口 B，15-連接法蘭，16-出水管B，17-催化劑自卸口，18-支管B，19-人孔，20-氣體分布器，21-絕熱床層A，22-催化劑床層A，23-絕熱床層B，24-催化劑床層B，25-絕熱床層C。
【具體實施方式】
[0014]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0015]請參閱圖1?4，一種含有多段絕熱層的全徑向水移熱變換反應器，包括上封頭、下封頭、筒體和內件，所述上封頭位于筒體上方，上封頭通過連接法蘭15與筒體固定連接；下封頭固定設于筒體I下方；內件位于筒體內部；所述上封頭上中間位置開設有原料氣進口 2，原料進氣口 2右側設有人孔19 ;上封頭左右兩端分別開設有出水管Al和出水管B16 ;所述出水管Al和出水管B16下端均連接有大環管A3，大環管A3通過支管A4與小環管A5連接；所述下封頭中間位置開設有變換氣出口 13，變換氣出口 13左側設有催化劑自卸口17 ;下封頭左右兩端分別開設有除氧水進口 A12和除氧水進口 B14，除氧水進口 A12和除氧水進口 B14分別與出水管Al和出水管B16對應；所述除氧水進口 A12和除氧水進口 B14上端均連接有大環管B8，大環管B8通過支管B18與小環管B9連接；所述大環管A3和大環管B8之間以及小環管A5和小環管B9之間均設有換熱管7 ;所述筒體中間位置設有中心集氣管6，中心集氣管6外側設有床層；所述床層和筒體之間設有氣體分布器20。
[0016]進一步的，本實用新型所述床層按距中心集氣管6的距離由外及內依次為絕熱床層A21、催化劑床層A22、絕熱床層B23、催化劑床層B24和絕熱床層C25 ;所述催化劑床層A22和催化劑床層B24內均設有換熱管7。
[0017]進一步的，本實用新型所述筒體外壁下端設有一圈裙座11，用于支撐反應器的重量。
[0018]本實用新型的工作原理是:
[0019]殼程原料氣流向為:由上封頭上的原料氣進口 2進入反應器，由內件和筒體之間的環隙全徑向進入氣體分布器20，原料氣均勻的進入床層。氣體依次進入絕熱床層A21、催化劑床層A22、絕熱床層B23、催化劑床層B24和絕熱床層C25，由中心集氣管6沿著變換氣出口 13出反應器。管程除氧水流向為:除氧水由反應器底部的除氧水進口 A12和除氧水進口 B14沿進水管進入大環管B8內，大環管B8中除氧水分流兩部分，大部分除氧水直接去催化劑床層A22的換熱管中吸收熱量，還有一部分除氧水由支管B18進入小環管B9，再由小環管B9進入催化劑床層B24換熱管中吸收熱量后進入小環管A5，再由小環管A5通過支管A4進入大環管A3中，和催化劑床層A22的換熱管中的汽水混合物一起沿出水管Al和出水管B16出反應器。
[0020]對于本領域技術人員而言，顯然本實用新型不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本實用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本實用新型。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實用新型的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本實用新型內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。
[0021]此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。
【主權項】
1.一種含有多段絕熱層的全徑向水移熱變換反應器，包括上封頭、下封頭、筒體和內件，所述上封頭位于筒體上方，上封頭通過連接法蘭(15)與筒體固定連接；下封頭固定設于筒體方；內件位于筒體內部；其特征在于:所述上封頭上中間位置開設有原料氣進口(2)，原料進氣口(2)右側設有人孔(19);上封頭左右兩端分別開設有出水管A (I)和出水管B (16);所述出水管A (I)和出水管B (16)下端均連接有大環管A (3)，大環管A (3)通過支管A (4)與小環管A (5)連接；所述下封頭中間位置開設有變換氣出口(13)，變換氣出口(13)左側設有催化劑自卸口(17);下封頭左右兩端分別開設有除氧水進口 A (12)和除氧水進口 B (14)，除氧水進口 A (12)和除氧水進口 B (14)分別與出水管A (I)和出水管B (16)對應；所述除氧水進口 A (12)和除氧水進口 B (14)上端均連接有大環管B (8)，大環管B (8)通過支管B (18)與小環管B (9)連接；所述大環管A (3)和大環管B (8)之間以及小環管A (5)和小環管B (9)之間均設有換熱管(7);所述筒體中間位置設有中心集氣管(6)，中心集氣管(6)外側設有床層；所述床層和筒體之間設有氣體分布器(20)。2.根據權利要求1所述的含有多段絕熱層的全徑向水移熱變換反應器，其特征在于:所述床層按距中心集氣管(6)的距離由外及內依次為絕熱床層A (21)、催化劑床層A (22)、絕熱床層B (23)、催化劑床層B (24)和絕熱床層C (25);所述催化劑床層A (22)和催化劑床層B (24)內均設有換熱管(7)。3.根據權利要求1所述的含有多段絕熱層的全徑向水移熱變換反應器，其特征在于:所述筒體外壁下端設有一圈裙座(11)。
【專利摘要】本實用新型公開了一種含有多段絕熱層的全徑向水移熱變換反應器，其結構包括外筒體及內件，外筒體采用法蘭連接，便于拆卸，反應器殼程底部裝有惰性物，殼程上層裝有催化劑，采用全徑向進氣，原料氣走殼程，除氧水走管程，內件和筒體采用填料密封。本實用新型由多部件組裝而成，利于運輸；解決了絕熱爐高CO高水汽比超溫的問題；消除了內件受熱膨脹而產生的熱應力；提高了催化劑的使用壽命，升溫速度快；減少了催化劑的裝填量，催化劑活性強；通過設置人孔和催化劑自卸口，檢修方便，便于自卸催化劑。
【IPC分類】B01J8/02
【公開號】CN204638160
【申請號】CN201520343916
【發明人】王順明
【申請人】王順明
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年5月25日